Laser applications in neurology 

  b-biotech-blog

1. مقدمة :

تعرفنا في  مقالات  سابقة على  تعاريف البيو تكنولوجيا الرسمية والدولية وكذا تاريخها ومستقبلها     . كما تعرفنا على علم  ليزر البيوضوئيات و تاريخ الليزر  وخصائصه  وعلى مبادئى عمله و أسس تصنيفه  وخطورته  وعلى أنظمة استلامه وتوصيله وتطبيقاته الطبية  واستخداماته في التصوير والتشخيص الطبي و العياني  وفي الجراحة وفي  التحفيزه الحيوي وعلى إستخداماته  في الجراحة المجهرية  والطباعة الحيوية وفي طب الكسور والمفاصل و طب العيون  و النساء والجلد والاسنان  والمعدة والأمعاء و الكلى  وعلى تأثيره الحراري الضوئي والميكانيكي  والكيميائي الضوئي.  وفي هذه المقالة سنتعرف  على  التطبيقات الليزرية في طب الأعصاب.

2 - التطبيقات الليزرية في طب  الأعصاب

منذ الثمانينيات، قام الباحثون بدراسة آثار ارتفاع الحرارة الناجم عن الليزر والتغيرات في أنسجة المخ والسحايا وأنسجة الورم المختلفة في نماذج تجريبية. يعتمد تأثير الليزر على الأنسجة على شدة الضوء المستخدم وطوله الموجي. خصائص امتصاص الأنسجة، والاستجابات البيولوجية المختلفة لطاقة الليزر. 

توفر الزيادة في كثافة طاقة الليزر المطبقة على الأنسجة مجموعة من التغييرات من أقرب نقطة اتصال للأنسجة، حيث تحدث التأثيرات الأكثر تدميراً، إلى المناطق الأبعد، حيث قد يسبب ضوء الليزر منخفض الطاقة تأثيرًا منشطًا حيويًا. 

أنواع مختلفة من الليزر لها تطبيقات محددة بسبب أطوالها الموجية الفريدة، والتي تؤدي إلى اختراق أعماق الأنسجة المختلفة قبل أن يحدث تبخر الطبقات السطحية.

تشمل التطبيقات الجراحية لتقنية الليزر المذكورة في الأدبيات استئصال أنسجة المخ بالليزر عن طريق الجلد، واستخدام الليزر الجراحي في العمليات المفتوحة وجراحات الجمجمة بالمنظار، والمفاغرة الدقيقة بمساعدة الليزر، والديناميكية الضوئية علاج لأورام المخ. 

تُستخدم أنظمة الليزر أيضًا للقرص الفقري و في علاج التنكس، التطبيقات العلاجية لطاقة الليزر عبر الجمجمة والعلاج بالليزر وتجديد الأعصاب، والتشخيص الجديد المعتمد على تقنيات الليزر (مثل الفحص المجهري بالليزر ومطيافية رامان) التي تستخدم لاستجواب الأنسجة المرضية.

رغم الجدل الدائر حول استخدام الليزر للعلاج الجراحي يُظهر تطبيق الليزر في الإجراءات الأقل بضعاً نتائج واعدة ويستحق المزيد من التحقيق. 

توجد أجهزة تصوير مجهرية تعتمد على الليزر تم تطويرها وتصغيرها لاستخدامها أثناء العمليات الجراحية للمرضية السريعة تشخيص. تعدد طرق استخدام الليزر في جراحة المخ والأعصاب الحالات العصبية السريرية ذات الصلة هي شهادة على التقدم التكنولوجي والتطبيق العملي لعلوم الليزر.

الانبثاث الدماغي

تم تطبيق العلاج بالليزر بنجاح على النقائل الدماغية. يمكن تطبيق هذا النهج على الآفات التي يقل قطرها عن 3 سم، حتى تلك ذات الأشكال الطويلة، وخاصة الآفات المقاومة للإشعاع. ومع ذلك، تم إنهاء دراسة واحدة بسبب التراكم البطيء (ClinicalTrials.gov NCT00720837). في البداية، يزداد حجم الورم بعد الإجراء، ولكن مع مرور الوقت، يقل حجم الورم وقد يتطور إلى غياب كامل في معظم الحالات. كاربنتير وآخرون لم يظهر أي تكرار داخل مناطق الاجتثاث الحراري بعد 30 شهرًا من العلاج الحراري بالليزر في 7 مرضى يعانون من 15 ورمًا دماغيًا منتشرًا. على الرغم من أن سلسلة الحالات الصغيرة أظهرت تحكمًا جيدًا، فقد تم الإبلاغ عن حالتين من التكرار بعد LITT: سرطان غدي رئوي نقيلي بعد 11 شهرًا من LITT وسرطان الثدي النقيلي بعد 6 أشهر من LITT هناك حاجة لدراسات أكبر مع أنواع مختلفة من الأورام النسيجية لتحديد أنواع الأورام والمجموعات السكانية الفرعية للمرضى الذين يمكن أن يستفيدوا من الاستئصال الحراري بالليزر. يعد العلاج الديناميكي الضوئي المتزامن مع الاستئصال الحراري الموجه بالتصوير بالرنين المغناطيسي الخلالي مفهومًا مفيدًا ولكن تم الإبلاغ عن القليل من البيانات السريرية.

 الأورام البطانية العصبية

الأورام البطانية العصبية هي نوع من ورم الدماغ حساس للإشعاع نسبيًا، ولكنه مقاوم للمواد الكيميائية، والذي يتطور عادةً إذا لم يكن من الممكن تحقيق الاستئصال الكامل للورم. النهج القياسي لإدارة الأورام البطانية العصبية هو الجراحة تليها العلاج الإشعاعي، اعتمادا على درجة الورم. باتيل وآخرون قدموا تجربتهم الأولية في LITT الموجه بالتصوير بالرنين المغناطيسي للأورام البطانية العصبية المتكررة داخل الجمجمة في 9 عمليات استئصال لخمسة أورام. وأفادوا بإمكانية السيطرة على هذه الأورام على المدى الطويل؛ ومع ذلك، فإن الاستئصال الجذري له أهمية قصوى لأن الورم البطاني العصبي الذي تم استئصاله بشكل غير كامل سوف يتكرر حتماً.

من القيود المحتملة الأخرى لـ LITT في الآفات داخل البطينات أو المجاورة للبطينات هو وجود السائل النخاعي المجاور لموقع الاجتثاث، والذي من المحتمل أن يعمل كمشتت حراري يمنع انتشار الطاقة الحرارية. خلصت إحدى الدراسات إلى أن برنامج تقدير الضرر الحراري الجديد القائم على التصوير الحراري بالرنين المغناطيسي قد يزيد من فعالية LITT للأورام البطانية العصبية المتكررة.

 الأورام الدبقية

يمكن تنفيذ LITT الموجه بالتصوير بالرنين المغناطيسي في المرضى الذين يعانون من ورم أرومي دبقي متعدد الأشكال (GBM) والذين سيخضعون للخزعة فقط. تشمل المؤشرات الآفات العميقة الجذور أو التي يصعب الوصول إليها، والشيخوخة، والأمراض المصاحبة التي تحول دون إجراء العمليات الجراحية المفتوحة بسبب احتمالية ارتفاع مخاطر الإصابة بالأمراض والوفيات. 

مثل هذا الإجراء طفيف التوغل يوفر التخفيض الخلوي، مما يعطل حاجز الدم في الدماغ في المناطق المحيطة بالورم وبالتالي يعزز توصيل الدواء إلى الخلايا السرطانية المتبقية المحتملة، مما قد يزيد من فعالية خيارات العلاج المساعد.

 يمكن تسليم LITT بعد العلاج بـ خيارات أخرى طفيفة التوغل، مثل Gamma Knife أو CyberKnife (Accuray, Inc., Sunnyvale, California)، أو يمكنها الاحتفاظ بمثل هذه الخيارات لاستخدامها كعلاجات مستقبلية. علاوة على ذلك، يسمح التخفيض الخلوي الحراري باستخدام الحد الأدنى من جرعات الإشعاع اللاحقة. وبالتالي، يتم استخدام LITT لزيادة خيارات العلاج للمرضى الذين يعانون من GBM الذين تنطبق عليهم طرائق العلاج القصوى. الأدلة المحدودة المتعلقة بفائدة البقاء على قيد الحياة بعد LITT لمرضى GBM تستدعي إجراء دراسات سريرية مستقبلية.

 في تجربة المرحلة الأولى، كان المرضى البالغين الذين يعانون من GBM المتكرر أو التدريجي والذين فشل العلاج القياسي (العلاج الإشعاعي مع أو بدون العلاج الكيميائي) مرشحين لـ LITT الموجه بالتصوير بالرنين المغناطيسي NeuroBlate وتمت متابعتهم لمدة لا تقل عن 6 أشهر أو حتى الوفاة. 

على الرغم من أن هذه الدراسة لم تكن مصممة للتحقق من الفعالية بل لإظهار السلامة، إلا أنها تعطي الأمل في نتائج أفضل حيث تلقى المرضى علاجًا فعليًا بدلاً من أخذ خزعة فقط. أكدت الدراسة سلامة LITT للمرضى الذين يعانون من GBMs المتكررة حيث تكون الجراحة التقليدية الآمنة غير عملية أو مستحيلة. وقد لوحظت وذمة ما بعد العلاج في جميع المرضى الذين خضعوا للتصوير بالرنين المغناطيسي بعد 48 ساعة من الإجراء وتمت إدارتها بنجاح باستخدام الكورتيكوستيرويدات.

 

شكل1: بعض التطبيقات الليزرية في طب الأعصاب

كاربنتير وآخرون. أجرى LITT كإجراء إنقاذ لأربعة مرضى يعانون من ورم أرومي دبقي متكرر ولم يجدوا فروق ذات دلالة إحصائية في البقاء على قيد الحياة مقارنة بالحالات المبلغ عنها مسبقًا في الأدبيات. وخلصوا إلى أن تكرار GBM قد لا يكون المؤشر الأمثل لـ LITT ومع ذلك، قد يكون LITT مفيدًا في حالتين أخريين تتضمن الأورام الدبقية: الأورام الدبقية المشخصة حديثًا، وعميقة الجذور، وعالية الجودة بقطر أقل من 30 مم، والأورام الدبقية عميقة الجذور ومنخفضة الدرجة بقطر <30 مم بحدود محددة جيدًا. تم إطلاق دراسة مستقبلية مع متابعة لمدة 10 سنوات في عام 2015 لتقييم معدلات الإصابة بالمرض وفعالية LITT لأورام الدماغ لدى الأطفال (ClinicalTrials.gov NCT02451215).

 الاستخدام الآخر المحتمل لـ LITT الموجه بالتصوير بالرنين المغناطيسي هو تعطيل الحاجز الدموي الدماغي الصفاقي لتعزيز توصيل الدواء وفعاليته في علاج أورام المخ لدى الأطفال. هذا الاستخدام قيد التحقيق في تجربة المرحلة 0 (ClinicalTrials.gov NCT02 372409). تجري أيضًا تجارب المرحلتين الأولى والثانية للتحقيق في التأثير التآزري مع MK-3475، وهو جزيء تم تصميمه لاستعادة القدرة الطبيعية للجهاز المناعي على التعرف على الخلايا السرطانية واستهدافها، (ClinicalTrials.gov NCT02311582). يتم أيضًا انتظار نتائج دراسة تجريبية لـ LITT وهيدروكلوريد دوكسوروبيسين في علاج المرضى الذين يعانون من ورم أرومي دبقي متكرر (ClinicalTrials.gov NCT01851733).

 نخربالإشعاع

يتطور النخر الإشعاعي بعد أشهر إلى سنوات من العلاج الإشعاعي داخل الجمجمة ويصعب تمييزه عن تكرار الورم باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي القياسي. يمكن للمرضى الذين يعانون من النخر الإشعاعي أن يظهروا مع زيادة في حافة التعزيز وذمة دماغية في التصوير بالرنين المغناطيسي والصداع والغثيان والنعاس. 

يمكن أخذ الخزعة والاستئصال في الاعتبار عند ظهور أعراض النخر الإشعاعي المقاوم للستيرويد أو عندما يكون التشخيص غير واضح. أظهرت العديد من تقارير الحالات أن LITT قد يكون خيارًا علاجيًا فعالاً للنخر الإشعاعي. تم الانتهاء من تجربة "الاستئصال بالليزر بعد الجراحة الإشعاعية المجسمة" في عام 2016 ولكن تقارير الدراسة ليست متاحة بعد (ClinicalTrials.gov NCT01651078). فقط تقارير الحالة  وسلسلة الحالات المحدودة  من دقة الوذمة الدماغية في ورم خبيث بعد الجراحة الشعاعية بعد LITT متاحة حاليًا لدعم LITT للنخر الإشعاعي.